[发明专利]一种腐蚀管道Folias膨胀系数计算内压荷载的方法

权利要求书

1.一种腐蚀管道Folias膨胀系数计算内压荷载的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)完整管道极限载荷的确定

基于Tresca准则和Mises准则的完好管道的极限内压荷载:

式中:当采用Tresca准则C＝1；当采用Mises准则D为管道外径，t为管道壁厚，σ_u为工程应力的极限值，n为强化指数；

得到开放完整管道极限内压荷载：

其中：D为管道外径，t为管道壁厚，σ_u为工程应力的极限值，n为强化指数；

B)确定腐蚀轴向投影参数α

腐蚀管道的减速比为：

其中：A₀为原始面积，A为腐蚀缺陷的轴向投影面积，M为Folias膨胀系数；α为腐蚀轴向投影参数；

假设M为定值，d为腐蚀坑深度，因此减速比的下限由决定，考虑到α∈[0,1]，因此当α＝1时，取得最小值0；因此参数α的取值定为1；

C)确定Folias膨胀系数M

在考虑腐蚀深度和腐蚀长度对腐蚀管道膨胀系数影响的基础上，通过对不同腐蚀深度、不同腐蚀长度和不同腐蚀宽度的工况进行有限元计算，对计算结果进行统计和数据拟合，得到腐蚀管道膨胀系数计算公式：

其中：L为腐蚀长度，D为管道外径，t为管道壁厚，C₀和C₁为拟合参数；

C₁＝1

D)腐蚀管道的内压荷载Pc

其中，P₀为完整管道爆破压力，A₀为原始面积，A为腐蚀缺陷的轴向投影面积，M为Folias膨胀系数；α为腐蚀轴向投影参数；

将P₀、M和参数α代入以上公式，得到腐蚀管道的内压荷载：

式中，其中：D为管道外径，d为腐蚀坑深度，t为管道壁厚，σ_u为工程应力的极限值，n为强化指数；M为Folias膨胀系数；

考虑到管道在基于Tresca屈服准则下，计算得到的内压荷载是极限内压下限，为保证腐蚀管道的安全性，封闭腐蚀管道极限内压采用Tresca屈服准则进行计算，即参数C取值为1；开放腐蚀管道极限内压计算时，参数C取值4/3。